基于OFDM框架的跳频系统方案设计及同步算法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于OFDM框架的跳频系统方案设计及同步算法研究硕士研究生：王舒申指导教师：刁鸣教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：宁晓燕讲师哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于OFDM框架的跳频系统方案设计及同步算法研究硕士研究生：王舒申指导教师：刁鸣教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:

2、U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonSchemeDesignandSynchronizationAlgorithmofFrequencyHoppingSystembasedonOFDMFrameworkCandidate:WangShushenSupervisor:ProfessorDiaoMingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicatio

3、nEngineeringDateofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中

4、以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。

5、涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日跳频OFDM系统方案设计及同步算法研究摘要传统的跳频系统有着跳频点数受限、跳频器设计复杂、频谱利用率低以及跳频驻留时间过长等缺点，这些制约着跳频系统的发展，同时也不能适应现代化大数据高速安全传输的通信需求。在这样的研究背景下，本论文提出了将传统的跳频技术与成熟的正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMult

6、iplexing，OFDM）技术相结合的构想。此构想摒弃了传统跳频系统中跳频器的设计，实现了基于OFDM框架的跳频系统设计，使得系统结构更加简单灵活，易于在软件无线电等硬件平台上实现，为跳频系统的进一步发展提供了思路。本论文内容阐述主要分为两大部分来进行，具体如下：首先，讲述了基于OFDM框架的跳频系统的方案设计，在这一部分涉及到软扩频技术、跳频技术以及OFDM技术。关于软扩频技术，本论文着重介绍了软扩频编码映射中扩频码的生成和选取，并在此基础上仿真分析了影响软扩频性能的因素以及相互之间的关系。对于跳频模块，本论文

7、着重介绍了跳频序列发生器的设计原理以及跳频图案的设计，通过分析跳频系统的不足，从而引出结合OFDM技术的构想，并对跳频与OFDM结合的具体方法进行了详细描述。其中跳频模块产生跳频频率控制指令，来控制OFDM符号中子载波的选取，并基于IFFT/FFT算法，可以十分容易的得到具有OFDM性质的调制信号。在结合方式上分为单跳频模式和多跳频模式来对比分析，研究各自的优缺点和适用环境。通过仿真论证了设计系统的整体性能，并探讨了软扩频技术对系统误码率的改善的情况以及跳频对系统抗干扰和抗截获能力的提升。其次，研究了基于训练序列的

8、几种同步算法，并针对各自在定时同步和载波同步的估计能力经行对比分析。在定时同步上主要介绍了Schmidl算法、Minn算法和Park算法，针对Schmidl算法中出现的平台区现象，具体分析了其训练序列的结构特征，找出了循环前缀是导致这一现象的原因，进而对比Minn算法和Park算法，证明了Park算法中共轭对称性在定时估计上的优异性能。在载波同步上对比了Mo